Викладені методи і засоби геодезичного забезпечення будівництва різних тунелів, зокрема, метрополітенів. Наведені загальні відомості про тунелі, способи їх спорудження, розрахунок проекту тунелю. На стадії будівництва тунелів розглянуті питання створення планової та висотної геодезичної основи на поверхні, способи і точність орієнтування підземних виробок, створення підземної геодезичної основи, способи прокопу та обробки тунелів. Описані геодезичні спостереження за деформаціями наземної та підземної частин тунелів на стадіях їх будівництва та експлуатації, а також основні правила і заходи з техніки безпеки геодезичних робіт в підземних умовах.

Наведено результати роботи зі створення ефективних гумових ущільнювачів для герметизації стиків тунельних обкладок зі збірного залізобетону та чавуну. Розроблено склад гумових сумішей і конструкції ущільнювачів, які забезпечують необхідне співвідношення між зусиллям обтиску та тиском розгерметизації. Визначено вимоги до властивостей гум і конструкцій ущільнювальних пристроїв для забезпечення працездатності гумових ущільнювачів за заданих умов експлуатації, розроблено технологію виготовлення ГТВ, випущено дослідно-промислові партії гумових ущільнювачів, які встановлено в тунелях Київського метрополітену.

Представлены материалы Международного конгресса тоннелестроителей, посвященного обсуждению программы строительства межконтинентальных подводных тоннелей на ближайшие 30 лет и созданию единой мировой системы железных дорог.

Рассмотрены современные уникальные технические решения по строительству и реконструкции подземной инфраструктуры городов в зарубежной практике (на примере исследования опыта США). Предложена классификация различных объектов инфраструктуры, рассмотрены современные строительные технологии и способы реконструкции. Особое внимание уделено проблемам организации производственных работ в условиях плотной городской застройки. Приведены сведения о технологии строительства напорных туннелей для водоснабжения города. Проанализированы некоторые современные технологические решения строительства метрополитена мелкого заложения в условиях плотной городской застройки. Рассмотрены методы использования и хранения подземной термальной энергии в городской инфраструктуре и приведены сведения по строительству и реконструкции подземных инженерных коммуникаций. Показаны структурные особенности комплекса "Мост-туннель", связывающего районы, разделенные морским заливом в штате Вирджиния (США).

Розглянуто питання розробки методики оцінки впливу агресивних дій та механічних навантажень на фактичну довговічність залізобетонної обробки тунелів метрополітенів. Проаналізовано вплив поля пульсуючого односпрямованого струму на ступінь електроосмотичного осушення водонасичених грунтів. Описано процеси формування структури полімеркомпозиційного наповненого захисного покриття з урахуванням електроповерхневої активності його наповнювачів, висвітлено методичні засади оптимізації структури покриттів.

Рассмотрены вопросы разработки методики оценки влияния агрессивных действий и механических нагрузок на фактическую долговечность железобетонной обработки тоннелей метрополитенов. Проанализировано влияние поля пульсирующего однонаправленного тока на степень электроосмотической осушки водонасыщенных почв. Описаны процессы формирования структуры полимеркомпозиционного наполненного защитного покрытия с учётом электроповерхностной активности его наполнителей, освещены методические основы оптимизации структуры покрытий.

Розглянуто теоретичні та практичні питання розрахунку конструкцій трисклепінчастих станцій метрополітену глибокого закладення з урахуванням взаємодії системи кріплення - масив із застосуванням методу скінченних елементів. Проаналізовано базові положення механіки підземних споруд, розглянуто сучасні методи визначення навантажень на конструкцію станції. Розроблено методику розрахунку трисклепінчастих станцій методом скінченних елементів з інтерпретацією масиву як пружно-в'язко-пластичного. Розглянуто питання формування напружено-деформованого стану системи кріплення - масив, наведено приклади його імітаційного моделювання з урахуванням чинника фізичної надійності та реологічних явищ. Запропоновано методику оптимізації товщини станційної обробки із застосуванням методу скінченних елементів. Уточнено скінченно-елементну модель для врахування неоднорідності масиву. Проаналізовано імовірний вплив нових конструктивних рішень на зміну напружено-деформованого стану обробки пілонної та колонної станцій.

Рассмотрены теоретические и практические вопросы рассчета конструкций трисводчастых станций метрополитена глубокого задела с учетом взаимодействия системы "крепление - массив" с применением метода конечных элементов. Проанализированы базовые положения механики подземных сооружений, рассмотрены современные методы определения нагрузки на конструкцию станции. Разработана методика расчета трисводчастых станций методом конечных элементов с интерпретацией массива как упруго-вязко-пластичного. Рассмотрены вопросы формирования напряженно-деформированного состояния системы "крепление - массив", приведены примеры его имитационного моделирования с учетом фактора надежности и реологических явлений. Предложена методика оптимизации толщи станционной обработки с применением метода конечных элементов. Уточнена конечно-элементная модель для учета неоднородности массива. Проанализировано влияние новых конструктивных решений на напряженно-деформированное состояние обработки пилонной и колонной станций.

Изложены основные сведения об отечественных и зарубежных метрополитенах, способах их строительства (нетрадиционных и перспективных). Освещена технология производства проходческих работ в различных горно-геологических условиях. Приведены методы строительства перегонных тоннелей и станций глубокого и мелкого заложения, описаны применяемые машины и оборудование. Представлены прогрессивные технологии зарубежного тоннелестроения, даны обоснования и примеры расчётов горнопроходческих работ при строительстве метрополитенов.

Розглянуто питання проектування поперечного перерізу та траси гірських залізничних і автодорожніх тунелів. Викладено методику техніко-економічного обгрунтування проектних рішень транспортних тунельних переходів у гірській місцевості. Висвітлено особливості виконання пошукових робіт в процесі проектування та будівництва залізничних та автодорожніх тунельних переходів.

Рассмотрены вопросы проектирования поперечного разреза и трассы горных железнодорожных и автодорожных тоннелей. Изложена методика технико-экономического обоснования проектных решений транспортных тоннельных переходов в горной местности. Освещены особенности выполнения поисковых работ в процессе проектирования и строительства железнодорожных и автодорожных тоннельных переходов.

Представлены краткие сведения о тоннелях и их видах, способах сооружения и методах геодезического обоснования строительных работ. Описаны формы и размеры поперечных сечений тоннелей. Рассмотрен комплекс инженерно-геодезических работ, обеспечивающих заданную точность проходки тоннеля, сбойки отдельных его частей, сооружения вспомогательных штолен, стволов, вентеляционных каналов. Особое внимание уделено обоснованию необходимой точности отдельных видов работ и предрасчету ожидаемых погрешностей сбоек. Все расчеты основаны на теории погрешностей измерений. Приведены сведения о некоторых видах инженерно-геодезических работ при строительстве метрополитена.

Рассмотрены аварии в строящихся туннелях и природоохранные мероприятия, предпринимаемые при их сооружении. Приведены примеры аварий в туннелях, прокладываемых буровзрывным способом, проходческими комбайнами и буровыми туннельными машинами. Описаны механизм оседания поверхности и повреждения зданий и сооружений, подрабатываемых туннелем. Приведены различные способы предотвращения данных явлений, в частности, украпление пород, усиление и поддержка объктов поверхности. Освещены проблемы охраны водных ресурсов и рекультивации земель, временно занятых строительными площадками. Рассмотрены подземные сооружения мегаполиса: железнодорожные туннели и вокзалы, автомобильные туннели и их вентиляционные стволы, туннели и станции метро, а также системы инженерных коммуникаций различного назначения, фундаменты и подвальные помещения зданий и сооружений.

Освещен зарубежный опыт освоения подземного пространства. Описано сооружение туннелей различного назначения. Рассмотрены возможности применения современных технических средств и технологических схем их сооружения, проблемы строительства туннелей в разнообразных геологических и топографических условиях, в том числе при плотной городской застройке и в сейсмологических зонах. Раскрыты перспективы туннелестроения. Приведены данные, касающиеся аварий в строящихся туннелях и природоохранных мероприятий при данном строительстве. Рассмотрен комплекс подземных хозяйств большого города.

Подано загальні відомості про транспорті тунелі. Увагу приділено постійним експлуатаційним устроям у залізничних і автодорожніх тунелях, зокрема, системам водовідводу, устроям вентиляції, освітлення, електропостачання, сигналізації, зв'язку. Висвітлено питання конструювання основної несучої конструкції тунелю - оправи, розкрито вимоги до неї. Охарактеризовано сучасні конструкційні та гідроізоляційні матеріали для тунельних оправ.

Изложены общие сведения о транспортных тоннелях. Уделено внимание постоянным эксплуатационным устройствам в железно- и автодорожных тоннелях, в частности, системам водоотвода, устройствам вентиляции, освещения, электроснабжения, сигнализации, связи. Освещены вопросы конструирования основной несущей конструкции тоннеля - оправы, раскрыты требования к ней. Охарактеризованы современные конструкционные и гидроизоляционные материалы для тоннельных оправ.

Наведено інформацію про транспортні тунелі, особливості їх проектування у плані і профілю. Розглянуто проблеми визначення траси та прогнозування гірського тиску. Розкрито вимоги до вентиляції та санітарно-технічних умов під час будівництва й експлуатації тунелів. Описано конструкції тунелів, особливості їх розрахунку та технології будівництва гірським, щитовим і відкритим методами.

Приведена информация о транспортных тоннелях, особенностях их проектирования в плане и профиле. Рассмотрены проблемы определения трассы и прогнозирования горного давления. Раскрыты требования к вентиляции и санитарно-техническим условиям при строительстве и эксплуатации тоннелей. Описаны конструкции тоннелей, особенности их расчета и технологий строительства горным, щитовым и открытым методами.

Доведено можливість розробки конструкції перерізів ущільнювачів для заданих умов експлуатації та розмірів установочної канавки. Дослідження проведено за допомогою розв'язання задачі з плоскої деформації поляризаційно-оптичним методом. Розроблено конструкцію ущільнювача для герметизації стиків чавунних тунелів метро.

Дисертація присвячена вирішенню актуальної задачі - розробці складів і методів для гідроізоляції обводнених тунелів. Розвиваються уявлення про механізм адгезійної міцності захисних покрить до вологих та водонасичених підкладок. Розроблено захисне покриття, яке має оптимальні властивості щодо адгезійної міцності до вологих поверхонь. Воно складається з дешевої кам'яновугільної смоли, модифікованої домішкою епоксидної смоли ЕД-20 та цементним наповнювачем, має адгезійну міцність до вологих поверхонь бетонних та розчинних підкладок не меншу 2,0 МПа. Перевірка цього покриття на дію природних та експлуатаційних факторів довела його велику довговічність.

Досліджено та розвинуто теоретичні уявлення про вплив мікронаповнювачів на структуру та властивості цементно-водних складів (ЦВС) і суперпластифікованих цементно-водних суспензій (СПЦВС). Розроблено наповнені цементно-водні суспензії СПЦВСН для герметизації та посилення обводнених тунелів й інших споруд. Розроблено теоретичні уявлення про мікроструктуру СПЦВСН. Як основну її структурну характеристику прийнято коефіцієнт розсунення частинок цементу мікронаповнювачем і водою. Обгрунтовано суть оптимальної мікроструктури та її оптимальних структурних характеристик. Розроблено фізико-математичні моделі в'язкості та міцності СПЦВСН. На підставі результатів експериментальних досліджень установлено вплив домішок-суперпластифікаторів і мікронаповнювачів на в'язкість, міцність, водонепроникність і морозостійкість СПЦВСН, підтверджено коректність розроблених теоретичних уявлень. Запропоновано способи визначення оптимальних складів СПЦВСН і складів заданої міцності. Удосконалено технологію виконання робіт з гідроізоляції та посилення обводнення тунелів.

Обгрунтовано геометричні розміри конструкції пілонної станції метрополітену глибокого закладення з урахуванням взаємодії кріплення з масивом. За результатами порівняльного аналізу плоских схем з просторовою визначено, що неврахування просторовості конструкції пілонної станції призводить до збільшення моментів та нормальних сил у 3 - 8 разів у плоских схемах. Розроблено методику розрахунку пілонної станції з пружно-в'язко-пластичним масивом. Установлено, що у разі застосування пружно-в'язко-пластичної моделі масиву у випадку глинистого грунту підвищується точність розрахунку конструкції станції у 1,2 - 1,35 рази, ніж за умов пружної та пружно-пластичної моделей масиву. На підставі результатів числових розрахунків з використанням алгоритму оптимізації визначено, що можливим є зниження товщини обробки станційних тунелів до 25 % без втрати їх несучої здатності.

Розкрито закономірності розподілу напружень та зміщень системи "обробки станційних виробок метрополітену - порода - анкери" (за допомогою методу граничних елементів та моделі лінійно-спадкового середовища) з урахуванням розподілу вихідних даних за фізико-механічними характеристиками порід та навантаженнями. Для найбільш небезпечного етапу будівництва трисклепистої станції (проходження середнього тунелю) отримано кореляційні співвідношення, що зв'язують максимальні значення переміщень та напружень в обробках бокових тунелів з параметрами lambda, gamma Н і psi за умови анкерування порід покрівлі. Установлено закони розподілів максимальних переміщень та напружень в обробках бокових тунелів, розташованих у неоднорідному масиві порід з фізико-механічними характеристиками, що змінюються випадково. Одержані результати використані у ході підготовки методичних вказівок з визначення параметрів анкерування порід у процесі спорудження трисклепистих станцій метрополітену в слабких породах.

Визначено фізико-механічні властивості глинистих грунтів і зроблено аналітичну оцінку їх деформування під час проходки станційних та інших виробок. Розроблено методику розрахунку уніфікованих збірних залізобетонних обробок для горизонтальних і вертикальних виробок. Запропоновано високоефективні нові технології проведення станційних виробок та інших (силової тягової підстанції, блоку технічних приміщень) шахтних стволів, що дозволило будувати їх з високою якістю. Оцінено техногенно-екологічну безпеку під час будівництва нових ліній Київського метрополітену. Технічні документи (проекти виробництва робіт, паспорти, інструкції) вміщено у проектах і широко використано під час спорудження виробок великого перерізу Сирецько-Печерської лінії Київського метрополітену.

Розроблено суперпластифіковану цементно-водяну суспензію (СПЦВС) з низьким В/Ц (зі збереженням її високого рівня плинності), високою міцністю цементного каменю та кінетикою твердіння за зниженої (4 °C) температури. Розвинуто уявлення про реологічні властивості (динамічну в'язкість, міцність на зсув і проникну здатність), гідратацію, структуроутворення, структуру та міцність цементного каменю зі СПЦВС. Встановлено критерії в'язкості, В/Ц і міцності, на базі яких розроблено оптимальний склад СПЦВС. Розроблена композиція успішно пройшла виробничо-експлуатаційні випробування та впроваджена на дослідній ділянці сильно обводненого аварійно-небезпечного гірського тунелю на Львівській залізниці та на ділянці, аналогічній за станом, Харківського метрополітену під час їх ремонту, а також у ході ремонту аварійної бутобетонної опори з кам'яним облицюванням мосту на Південній залізниці.